大氣遙相關(guān)現(xiàn)象與機(jī)制

氣候系統(tǒng)中存在著大量的大氣遙相關(guān)現(xiàn)象，這些大氣環(huán)流變化和異常在空間上可以相距遙遠(yuǎn)，在時(shí)間上可以同時(shí)或有先后。一般認(rèn)為大氣遙相關(guān)是由準(zhǔn)定常行星波在球面大氣中的傳播及平均氣流上的正壓不穩(wěn)定造成的。譬如從熱帶太平洋傳播到大西洋需要一個(gè)月左右，這正是短期氣候變化的一個(gè)具有物理意義的規(guī)律，所以吸引著氣象學(xué)家的關(guān)注和研究。當(dāng)然，這些遙相關(guān)關(guān)系并不是一成不變的，往往會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化。

大氣遙相關(guān)機(jī)制:直接激發(fā)沿球面向高緯度傳播的行星波[球面羅斯貝波]，在這一方面，較多的研究集中在ENSO時(shí)遙相關(guān)及我國(guó)降水的遙相關(guān)。大氣遙相關(guān)型對(duì)氣候異常起著重要的影響作用。因而在過(guò)去的多年里得到了廣泛的研究。用高度場(chǎng)資料確定了在北半球冬季500hPa氣壓場(chǎng)存在5種遙相關(guān)型分別為太平洋北美型(PNA)、太平洋西部型(WP)、大西洋西部型(WA)、大西洋東部型(EA)以及歐亞型(UA)。

觀測(cè)事實(shí)表明，全球大氣環(huán)流的變化和異常存在相關(guān)性，一個(gè)區(qū)域的環(huán)流異?？梢砸鹁嚯x遙遠(yuǎn)的另一個(gè)區(qū)域的環(huán)流異常，這種遙遠(yuǎn)距離的大氣環(huán)流變化與異常間的相關(guān)聯(lián)稱(chēng)為大氣遙相關(guān)。遙相關(guān)最早由1879年Hiedbrandon提出。由熱帶熱源強(qiáng)迫的大氣運(yùn)動(dòng)大致上可以分成兩種主要類(lèi)型。一種是哈得來(lái)型的環(huán)流。這也包括沃克環(huán)流;另一種是遙相關(guān)場(chǎng) 。

大氣遙相關(guān)一般分為三種情形:

1固定空間的時(shí)間遙相關(guān)，如韻律關(guān)系

2固定時(shí)間的空間遙相關(guān)，如遙相關(guān)型

3不同時(shí)間、不同空間的時(shí)空遙相關(guān)，如海氣時(shí)空遙相關(guān)。

折疊

南方濤動(dòng)是地面氣壓年際變化的東西方向的蹺蹺板形勢(shì)，即當(dāng)東南太平洋及南美地區(qū)出現(xiàn)氣壓正距平時(shí)，印度洋地區(qū)將出現(xiàn)氣壓負(fù)距平，反之亦然。地面氣壓場(chǎng)除了東西向的蹺蹺板現(xiàn)象，還存在南北向的蹺蹺板現(xiàn)象，如格陵蘭和北大西洋地區(qū)的氣壓變化。

北半球冬季遙相關(guān)型

1)太平洋-北美遙相關(guān)(PNA):表明中東太平洋與北美大陸500hpa環(huán)流形勢(shì)不變化的遙相關(guān)型，與阿留申地區(qū)和美國(guó)東部500hPa之間的反相關(guān)。正太平洋-北美遙相關(guān)型對(duì)應(yīng)著北美大陸西岸為強(qiáng)高壓脊控制，北太平洋和北美東部是高空槽控制;負(fù)太平洋-北美遙相關(guān)型對(duì)應(yīng)的形勢(shì)不同，整個(gè)北美大陸為高空大槽控制，而北太平洋高壓脊明顯存在。

2)西大西洋遙相關(guān)(WA):北大西洋與熱帶大西洋和西歐地區(qū)500hPa位勢(shì)高度變化的遙相關(guān)(50°w~60°W)。正西大西洋遙相關(guān)型在500hPa上表現(xiàn)為弱的北美東岸大槽和弱的西大西洋急流;負(fù)西大西洋遙相關(guān)型相對(duì)應(yīng)強(qiáng)烈發(fā)展的北美東岸大槽和強(qiáng)西大西洋急流。

3)東大西洋遙相關(guān)(EA):副熱帶東大西洋、北大西洋及歐洲地區(qū)500hPa位勢(shì)高度變化的遙相關(guān)型。一般北大西洋有異常高的500hPa高度，而副熱帶東大西洋和東歐地區(qū)500hPa高度較低，則出現(xiàn)正東大西洋遙相關(guān)型;反之亦然。

4)西太平洋遙相關(guān)(WP):與地面氣壓的北太平洋濤動(dòng)相對(duì)的500hPa位勢(shì)高度變化的遙相關(guān)型(150°E~160°E)。在500hPa環(huán)流形勢(shì)是哪個(gè)若阿留申地區(qū)為弱低壓槽，而日本上空的高空急流也比較弱，則對(duì)應(yīng)正西太平洋遙相關(guān)型、;反之為負(fù)西太平洋遙相關(guān)型。

5)歐亞-太平洋遙相關(guān)(EUP):西伯利亞與歐洲、日本500hPa位勢(shì)高度變化的遙相關(guān)型，其緯向特征明顯。在500hPa環(huán)流形勢(shì)上，正歐亞-太平洋遙相關(guān)對(duì)應(yīng)著30°E附近有較強(qiáng)的高空槽，西伯利亞反氣旋比較強(qiáng);負(fù)歐亞-太平洋遙相關(guān)對(duì)應(yīng)著60°E附近有較強(qiáng)的高空槽，西伯利亞反氣旋比正常偏弱。

北半球夏季遙相關(guān)型

1)日本-太平洋遙相關(guān)型(P-J型)或東亞-太平洋相關(guān)型(EAP型):Huang等(1987)揭示出菲律賓附近的對(duì)流活動(dòng)激發(fā)的東亞-太平洋相關(guān)型(EAP型)遙相關(guān)。Nitta(1987)通過(guò)定義一個(gè)云量指數(shù)，并與北半球500hpa高度場(chǎng)求相關(guān)，發(fā)現(xiàn)存在起始于菲律賓移動(dòng)洋面到達(dá)北美的遙相關(guān)波列，稱(chēng)為日本-太平洋遙相關(guān)型(P-J型)。

2)亞洲-太平洋濤動(dòng)(Asian-Pacificoscillantion，APO):夏季對(duì)流層擾動(dòng)溫度在亞洲與太平洋中緯度之間的一種"蹺蹺板"現(xiàn)象，當(dāng)亞洲大陸中緯度對(duì)流層偏冷是，中、東太平洋中緯度對(duì)流層偏暖，反之亦然;這種遙相關(guān)也出現(xiàn)在平流層中，只是其相位與對(duì)流層相反。

3)全球遙相關(guān)(CGT):北大西洋和歐洲地區(qū)的環(huán)流異?？梢詫?dǎo)致亞洲副熱帶急流區(qū)環(huán)流異常，并和印度夏季風(fēng)相互作用，形成從巴基斯坦經(jīng)東亞和別太平洋到達(dá)北美的遙相關(guān)波列。

4)東京-芝加哥"快車(chē)"和上海-堪薩斯"快車(chē)":研究指出，夏季東亞-北美遙相關(guān)型似的東亞降水與北美之間存在著密切聯(lián)系，并且歐亞和北美夏季氣候異常受到北太平洋的調(diào)節(jié) 。